DE102014211364A1

DE102014211364A1 - Wälzlagerung für ein Kettenrad in einem Verteilergetriebe

Info

Publication number: DE102014211364A1
Application number: DE102014211364.4A
Authority: DE
Inventors: Manfred Winkler
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-01-07
Also published as: WO2015188818A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerung für ein Kettenrad in einem Verteilergetriebe (1) eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine mit der Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges verbundene Eingangswelle (2), eine drehfest mit der Eingangswelle (2) verbundene erste Ausgangswelle (3) und eine zweite Ausgangswelle (4), sowie mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung (5) mit einer Kupplung (6), wobei die Eingangswelle (2) und die zweite Ausgangswelle (4) versetzt zueinander angeordnet sind und zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung (5) und der zweiten Ausgangswelle (4) ein Kettentrieb vorgesehen ist, der aus einem über eine Wälzlagerung (10) drehbar auf der Eingangswelle (2) gelagerten ersten Kettenrad (7), einem drehfest mit der zweiten Ausgangswelle (4) verbundenen zweiten Kettenrad (8) und einer diese miteinander verbindenden Gliederkette (9) besteht. Erfindungsgemäß ist die Wälzlagerung (10) zwischen dem ersten Kettenrad (7) und der Eingangswelle (2) als in eine Lageraufnahme (11) des ersten Kettenrades (7) eingesetztes kombiniertes Zylinderrollen-Schrägkugellager (15) ausgebildet, das aus einem einteiligen äußeren Lagerring (16), einem einteiligen inneren Lagerring (17) und einer Reihe Lagerkugeln (18) sowie einer Reihe Zylinderrollen (19) besteht, wobei der äußere Lagerring (16) axial einseitig einen sich nahezu bis zum gegenüberliegenden Außendurchmesser des inneren Lagerrings (17) erstreckenden rechtwinkligen Bördelbord (26) aufweist, durch den im Stillstand des ersten Kettenrades (7) ein Schmierölvorrat im Zylinderrollen-Schrägkugellager (15) speicherbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlagerung für ein Kettenrad in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Hintergrund der Erfindung
Verteilergetriebe finden vor allem in allradgetriebenen Kraftfahrzeugen Anwendung und dienen zur variablen Verteilung des Antriebsmoments auf die beiden Fahrzeugachsen. Ein solches Verteilergetriebe ist beispielsweise aus der WO 2005/115790 A1 bekannt und in 1 der beigefügten Zeichnungen ausschnittsweise dargestellt. In dieser Zeichnung ist dabei deutlich zu sehen, dass derartige Verteilergetriebe 1 im Wesentlichen aus einer Eingangswelle 2, einer nicht näher dargestellten ersten Ausgangswelle 3 und einer ebenfalls nicht näherdargestellten zweiten Ausgangswelle 4 bestehen, wobei die Eingangswelle 2 mit der Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, verbunden ist. Die zumeist mit der Eingangswelle 2 einteilig ausgebildete oder drehfest verbundene erste Ausgangswelle 3 ist über ein erstes Achsdifferential mit einer ersten Achse des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Hinterachse, verbunden, während die zweite Ausgangswelle 4 über ein zweites Achsdifferential mit einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Vorderachse, verbunden ist. Das Verteilergetriebe 1 weist ferner eine auf der Eingangswelle 2 angeordnete Drehmomentübertragungseinrichtung 5 mit einer Reibungskupplung 6 auf, um ein über die Eingangswelle 2 eingeleitetes Antriebsmoment bei Bedarf auch auf die zweite Ausgangswelle 4 zu verteilen. Dabei sind die Eingangswelle 2 und die zweite Ausgangswelle 4 üblicherweise versetzt zueinander angeordnet, wobei zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung 5 und der zweiten Ausgangswelle 4 ein Kettentrieb vorgesehen ist, der ein drehbar auf der Eingangswelle 2 gelagertes und mit der Drehmomentübertragungseinrichtung 5 drehfest gekoppeltes erstes Kettenrad 7, ein nicht näher dargestelltes, drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 4 verbundenes und in einem Schmierölsumpf umlaufendes zweites Kettenrad 8 und eine diese miteinander verbindende Gliederkette 9 aufweist. Die drehbare Lagerung des ersten Kettenrades 7 auf der Eingangswelle 2 erfolgt dabei über eine Wälzlagerung 10, die, wie in 1 der beigefügten Zeichnungen deutlich sichtbar ist, durch eine in eine Lageraufnahme 11 des ersten Kettenrades 7 eingesetzte und aus einer Radialnadelhülse 12 sowie einer kupplungsseitigen Axialnadelhülse 13 bestehende Radial-Axial-Lagerung gebildet wird, deren Lagernadeln auf/an einem Wellenabsatz der Eingangswelle 2 abrollen. Zur Verbesserung der Schmierung der Wälzlagerung 10 des ersten Kettenrades 2 ist es bei dem Verteilergetriebe 1 gemäß 1 zusätzlich vorgesehen, die Lageraufnahme 11 im ersten Kettenrad 7 durch einen zur Eingangswelle 2 einen Ablaufspalt bildenden Kunststoff-Dichtring 14 zu verschließen, so dass bei abgeschalteter zweiter Ausgangswelle 4 bzw. im Stillstand des ersten Kettenrades 7 ein aus dem über die Axialnadelhülse 13 in die Wälzlagerung 10 eingedrungenem Schmieröl bestehender Schmierölvorrat in der Wälzlagerung 10 speicherbar ist.
Nachteilig bei einer solchen Art der Wälzlagerung des Kettenrades ist es jedoch, dass der Radialnadelhülse durch die von der Drehmomentübertragungseinrichtung auf das Kettenrad übertragenen hohen Axialkräfte zur Vermeidung von Verschleißschäden eine zusätzliche Axialnadelhülse zugeordnet werden muss und sich dadurch Aufwand und Kosten für die Montage der Wälzlagerung in der Lageraufnahme des Kettenrades erhöhen. Darüber hinaus ist es von Nachteil, dass der Wellenabsatz an der Eingangswelle, auf/an dem die beiden Nadellager abrollen, zur Eignung als verschleißbeständige Laufbahn für die Lagernadeln einer separaten Wärmebehandlung durch Härten unterzogen werden muss und dadurch weitere zusätzliche Kosten verursacht. Ebenso hat sich der zusätzliche Kunststoff-Dichtring zum Verschließen der Lageraufnahme im Kettenrad als nachteilig erwiesen, da dieser als separates Bauteil ausgebildet ist und somit den Aufwand und die Kosten für die Montage der Wälzlagerung in der Lageraufnahme des Kettenrades ebenfalls weiter erhöht.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Wälzlagerung für ein Kettenrad in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges zu konzipieren, mit der vergleichbare axiale und radiale Belastungen wie bei den bekannten Wälzlagerungen aufnehmbar sind und mit der zugleich die Kosten für deren Montage in der Lageraufnahme des Kettenrades reduzierbar sind.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wälzlagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Wälzlagerung zwischen dem ersten Kettenrad und der Eingangswelle als in eine Lageraufnahme des ersten Kettenrades eingesetztes kombiniertes Zylinderrollen-Schrägkugellager ausgebildet ist, das aus einem einteiligen äußeren Lagerring, einem einteiligen inneren Lagerring und einer Reihe Lagerkugeln sowie einer Reihe Zylinderrollen besteht, welche zwischen den Lagerringen in nebeneinander angeordneten Laufbahnen abrollen und in Umfangsrichtung in jeweils einem Käfig geführt sind, wobei der äußere Lagerring axial einseitig einen sich nahezu bis zum gegenüberliegenden Außendurchmesser des inneren Lagerrings erstreckenden rechtwinkligen Bördelbord aufweist, durch den bei abgeschalteter zweiter Ausgangswelle bzw. im Stillstand des ersten Kettenrades ein Schmierölvorrat im Zylinderrollen-Schrägkugellager speicherbar ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung werden in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung vorgesehen, dass der innere Lagerring an seinem Außendurchmesser neben der Lagermittelachse eine umlaufende Schulter aufweist, an die axial einerseits die entsprechend dem Radius der Lagerkugeln rillenförmig ausgebildete innere Laufbahn für die Lagerkugeln angeformt ist und die axial andererseits einen senkrechten Anlaufbord für die Zylinderrollen bildet.
Nach Anspruch 3 ist es ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung, dass dass der äußere Lagerring an der dem Bördelbord gegenüberliegenden Axialseite mit einer zum inneren Lagerring gerichteten umlaufenden Abrundung ausgebildet ist, deren Innenfläche einen dem halben Durchmesser der Lagerkugeln entsprechenden Radius aufweist und die äußere Laufbahn für die Lagerkugeln bildet.
Gemäß Anspruch 4 zeichnet sich die erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlagerung schließlich noch dadurch aus, dass der sich zum inneren Lagerring erstreckende rechtwinkligen Bördelbord des äußeren Lagerrings eine solche Länge aufweist, dass zwischen dessen freiem Ende und dem gegenüberliegenden Außendurchmesser des inneren Lagerrings ein Ablaufspalt für das das Zylinderrollen-Schrägkugellager durchströmende Schmieröl gebildet ist.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlagerung für ein Kettenrad in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Kettenrad-Wälzlagerungen den Vorteil auf, dass sie nur noch durch ein sowohl radiale als auch axiale Lasten aufnehmendes Zylinderrollen-Schrägkugellager gebildet wird, dessen Montage im Verteilergetriebe mit einen wesentlich verringerten Aufwand verbunden ist und damit auch geringere Kosten verursacht. Außerdem besteht mit der Verwendung eines solchen Zylinderrollen-Schrägkugellagers nicht mehr die Notwendigkeit, die Eingangswelle zur Herstellung einer Wälzkörperlaufbahn einer separaten Wärmebehandlung durch Härten zu unterziehen, da das Zylinderrollen-Schrägkugellager in üblicher Weise einen gehärteten inneren Lagerring aufweist, auf dem die Zylinderrollen und die Lagerkugeln abrollen. Durch die axial einseitige Ausbildung des äußeren Lagerrings mit einem sich nahezu bis zum gegenüberliegenden Außendurchmesser des inneren Lagerrings erstreckenden rechtwinkligen Bördelbord kann darüber hinaus auch eine Abdichtung der Lageraufnahme durch einen separaten Kunststoff-Dichtring entfallen, so dass sich Aufwand und die Kosten für die Montage der Wälzlagerung in der Lageraufnahme des Kettenrades noch weiter verringern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Wälzlagerung für ein Kettenrad in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges nach dem Stand der Technik;
2 eine erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlagerung für ein Kettenrad in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges;
3 das Zylinderrollen-Schrägkugellager der erfindungsgemäßen Wälzlagerung nach 2 in Gesamtansicht;
4 das Zylinderrollen-Schrägkugellager der erfindungsgemäßen Wälzlagerung nach 2 in perspektivischer Darstellung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus 2 geht deutlich ein Verteilergetriebe 1 eines Kraftfahrzeuges hervor, welches im Wesentlichen aus einer Eingangswelle 2, einer nicht näher dargestellten ersten Ausgangswelle 3 und einer ebenfalls nicht näher dargestellten zweiten Ausgangswelle 4 besteht, wobei die Eingangswelle 2 mit der Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, verbunden ist. Die mit der Eingangswelle 2 einteilig ausgebildete oder drehfest verbundene erste Ausgangswelle 3 ist über ein nicht dargestelltes erstes Achsdifferential mit einer ersten Achse des Kraftfahrzeugs verbunden, während die zweite Ausgangswelle 4 über ein ebenfalls nicht dargestelltes zweites Achsdifferential mit einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Das Verteilergetriebe 1 weist ferner eine auf der Eingangswelle 2 angeordnete Drehmomentübertragungseinrichtung 5 mit einer Reibungskupplung 6 auf, um ein über die Eingangswelle 2 eingeleitetes Antriebsmoment bei Bedarf auch auf die zweite Ausgangswelle 4 zu verteilen. Dabei sind die Eingangswelle 2 und die zweite Ausgangswelle 4 versetzt zueinander angeordnet, wobei zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung 5 und der zweiten Ausgangswelle 4 ein Kettentrieb vorgesehen ist, der ein über eine Wälzlagerung 10 drehbar auf der Eingangswelle 2 gelagertes und mit der Drehmomentübertragungseinrichtung 5 drehfest gekoppeltes erstes Kettenrad 7, ein nicht näher dargestelltes, drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 4 verbundenes und in einem Schmierölsumpf umlaufendes zweites Kettenrad 8 und eine diese miteinander verbindende Gliederkette 9 aufweist.
Darüber hinaus ist in 2 erkennbar, dass die Wälzlagerung 10 zwischen dem ersten Kettenrad 7 und der Eingangswelle 2 erfindungsgemäß als in eine Lageraufnahme 11 des ersten Kettenrades 7 eingesetztes kombiniertes Zylinderrollen-Schrägkugellager 15 ausgebildet ist, welches, wie in 3 näher dargestellt ist, aus einem einteiligen äußeren Lagerring 16, einem einteiligen inneren Lagerring 17 und einer Reihe Lagerkugeln 18 sowie einer Reihe Zylinderrollen 19 besteht, welche zwischen den Lagerringen 16, 17 in nebeneinander angeordneten Laufbahnen 20, 21, 22, 23 abrollen und in Umfangsrichtung in jeweils einem Käfig 24, 25 geführt sind. Dieses Schrägkugellager zeichnet sich dadurch aus, dass dessen äußerer Lagerring 16 axial einseitig einen sich nahezu bis zum gegenüberliegenden Außendurchmesser des inneren Lagerrings 17 erstreckenden rechtwinkligen Bördelbord 26 aufweist, durch den bei abgeschalteter zweiter Ausgangswelle 4 bzw. im Stillstand des ersten Kettenrades 7 ein Schmierölvorrat im Zylinderrollen-Schrägkugellager 15 speicherbar ist.
Desweiteren ist in 3 deutlich sichtbar, dass der innere Lagerring 17 an seinem Außendurchmesser neben der Lagermittelachse 27 eine umlaufende Schulter 28 aufweist, an die axial einerseits die entsprechend dem Radius der Lagerkugeln 18 rillenförmig ausgebildete innere Laufbahn 22 für die Lagerkugeln 18 angeformt ist und die axial andererseits einen senkrechten Anlaufbord 29 für die Zylinderrollen 19 bildet. Ebenso ist klar ersichtlich, dass der äußere Lagerring 16 an der dem Bördelbord 26 gegenüberliegenden Axialseite mit einer zum inneren Lagerring 17 gerichteten umlaufenden Abrundung 30 ausgebildet ist, deren Innenfläche einen dem halben Durchmesser der Lagerkugeln 18 entsprechenden Radius aufweist und die äußere Laufbahn 23 für die Lagerkugeln 18 bildet.
Schließlich geht aus 3 auch noch hervor, dass der sich zum inneren Lagerring 17 erstreckende rechtwinkligen Bördelbord 26 des äußeren Lagerrings 16 eine solche Länge aufweist, dass zwischen dessen freiem Ende und dem gegenüberliegenden Außendurchmesser des inneren Lagerrings 17 ein Ablaufspalt 31 entsteht, aus dem das das Zylinderrollen-Schrägkugellager 15 durchströmende Schmieröl kontinuierlich abfließen kann.
Bezugszeichenliste

1: Verteilergetriebe
2: Eingangswelle
3: erste Ausgangswelle
4: zweite Ausgangswelle
5: Drehmomentübertragungseinrichtung
6: Kupplung
7: erstes Kettenrad
8: zweites Kettenrad
9: Gliederkette
10: Wälzlagerung
11: Lageraufnahme
12: Radialnadelhülse
13: Axialnadelhülse
14: Kunststoff-Dichtring
15: Zylinderrollen-Schrägkugellager
16: äußerer Lagerring von 15
17: innerer Lagerring von 15
18: Lagerkugeln
19: Zylinderrollen
20: innere Laufbahn von 19
21: äußere Laufbahn von 19
22: innere Laufbahn von 18
23: äußere Laufbahn von 18
24: Käfig von 19
25: Käfig von 18
26: Bördelbord an 16
27: Lagermittelachse
28: Schulter an 17
29: Anlaufbord an 28
30: Abrundung an 16
31: Ablaufspalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2005/115790 A1 [0002]

Claims

Wälzlagerung für ein Kettenrad in einem Verteilergetriebe (1) eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine mit der Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges verbundene Eingangswelle (2), eine drehfest mit der Eingangswelle (2) und mit einer ersten Achse des Kraftfahrzeuges verbundene erste Ausgangswelle (3) und eine mit einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs verbundene zweite Ausgangswelle (4), sowie mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung (5) mit einer Kupplung (6), mit welcher ein über die Eingangswelle (2) eingeleitetes Antriebsmoment bei Bedarf auch auf die zweite Ausgangswelle (4) aufschaltbar ist, wobei die Eingangswelle (2) und die zweite Ausgangswelle (4) versetzt zueinander angeordnet sind und zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung (5) und der zweiten Ausgangswelle (4) ein Kettentrieb vorgesehen ist, der aus einem über eine Wälzlagerung (10) drehbar auf der Eingangswelle (2) gelagerten ersten Kettenrad (7), einem drehfest mit der zweiten Ausgangswelle (4) verbundenen und in einem Schmierölsumpf umlaufenden zweiten Kettenrad (8) und einer diese miteinander verbindenden Gliederkette (9) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagerung (10) zwischen dem ersten Kettenrad (7) und der Eingangswelle (2) als in eine Lageraufnahme (11) des ersten Kettenrades (7) eingesetztes kombiniertes Zylinderrollen-Schrägkugellager (15) ausgebildet ist, das aus einem einteiligen äußeren Lagerring (16), einem einteiligen inneren Lagerring (17) und einer Reihe Lagerkugeln (18) sowie einer Reihe Zylinderrollen (19) besteht, welche zwischen den Lagerringen (16, 17) in nebeneinander angeordneten Laufbahnen (20, 21, 22, 23) abrollen und in Umfangsrichtung in jeweils einem Käfig (24, 25) geführt sind, wobei der äußere Lagerring (16) axial einseitig einen sich nahezu bis zum gegenüberliegenden Außendurchmesser des inneren Lagerrings (17) erstreckenden rechtwinkligen Bördelbord (26) aufweist, durch den bei abgeschalteter zweiter Ausgangswelle (4) bzw. im Stillstand des ersten Kettenrades (7) ein Schmierölvorrat im Zylinderrollen-Schrägkugellager (15) speicherbar ist.
Wälzlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Lagerring (17) an seinem Außendurchmesser neben der Lagermittelachse (27) eine umlaufende Schulter (28) aufweist, an die axial einerseits die entsprechend dem Radius der Lagerkugeln (18) rillenförmig ausgebildete innere Laufbahn (22) für die Lagerkugeln (18) angeformt ist und die axial andererseits einen senkrechten Anlaufbord (29) für die Zylinderrollen (19) bildet.
Wälzlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Lagerring (16) an der dem Bördelbord (26) gegenüberliegenden Axialseite mit einer zum inneren Lagerring (17) gerichteten umlaufenden Abrundung (30) ausgebildet ist, deren Innenfläche einen dem halben Durchmesser der Lagerkugeln (18) entsprechenden Radius aufweist und die äußere Laufbahn (23) für die Lagerkugeln (18) bildet.
Wälzlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der sich zum inneren Lagerring (17) erstreckende rechtwinkligen Bördelbord (26) des äußeren Lagerrings (16) eine solche Länge aufweist, dass zwischen dessen freiem Ende und dem gegenüberliegenden Außendurchmesser des inneren Lagerrings (17) ein Ablaufspalt (31) für das das Zylinderrollen-Schrägkugellager (15) durchströmende Schmieröl gebildet ist.